高二物理光的衍射

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高二物理知识点梳理光的干涉与衍射

高二物理知识点梳理光的干涉与衍射

高二物理知识点梳理光的干涉与衍射高二物理知识点梳理:光的干涉与衍射光的干涉与衍射是高中物理中重要的概念和知识点之一,涉及到光的波动性和光的相互作用。

本文将梳理光的干涉与衍射相关的基本知识点,包括定义、干涉与衍射的条件、干涉与衍射的现象、常见实验以及应用等。

一、光的干涉和衍射概述在我们日常生活中,我们经常会遇到一些光现象,如彩虹、干涉条纹、衍射等。

这些现象都与光的干涉和衍射有关。

光的干涉是指两束或多束光波相互叠加产生干涉现象的现象。

光的衍射是指光波遇到障碍物的边缘或孔径时发生扩散并产生衍射现象。

二、干涉与衍射的条件光的干涉与衍射需要满足一定的条件才能发生。

这些条件包括:1. 光源单色性:光源应为单色光,即光波的频率相同。

2. 光源的相干性:光源的相干性决定了光波的相位关系,从而影响到干涉与衍射现象。

3. 干涉或衍射物的特性:干涉与衍射需要具备干涉或衍射物,如等厚薄膜、双缝、单缝等。

4. 干涉或衍射物的尺寸:干涉或衍射物的尺寸应与光的波长相当。

三、光的干涉现象1. 干涉条纹:当两束相干光波相遇时,会发生干涉现象,形成明暗相间的干涉条纹。

2. 条纹间距:干涉条纹的间距与入射光的波长、两个光源之间的距离以及干涉条纹的级数有关。

3. 干涉的种类:根据光的相位关系,干涉可以分为相长干涉和相消干涉两种。

4. 双缝干涉:双缝干涉是一种常见的干涉现象,通过双缝实验可以验证光的波动性。

四、光的衍射现象1. 衍射的特点:光的衍射具有波动性,它是光波的一种传播方式,波面扩散经过一个孔或窄缝时会产生衍射。

2. 衍射的条件:衍射的条件包括波长、障碍物的尺寸以及光屏的距离。

3. 单缝衍射:当一个光波通过一个狭缝时,会出现中央亮条纹和两侧暗条纹的衍射图样。

4. 衍射光栅:衍射光栅是一种具有多个狭缝的光学元件,通过衍射光栅可以实现光的分光。

五、光的干涉与衍射的应用1. 干涉仪:干涉仪是利用光的干涉原理制造的仪器,可用于测量物体的薄膜厚度、折射率等。

高二物理光的衍射(1)

高二物理光的衍射(1)
第十三章 光
第五节 光的衍射
一、光的衍射
光的干涉现象反映了光的波动性,而 波动性的另一特征是波的衍射现象,光是 否具有衍射现象呢?如果有衍射现象,为 什么在日常生活中我们没有观察到光的衍 射现象呢? 水波、声波都会 发生衍射现象, 它们发生衍射的 现象特征是什么?
一切波都能发生衍射,通过衍射把 能量传到阴影区域,能够发生明显衍射 的条件是障碍物或孔的尺寸跟波长差不 多. 取一个不透 像屏 光的屏,在它的 中间装上一个宽 度可以调节的狭 缝,用平行的单 激 调节 色光照射,在缝 光 狭缝 后适当距离处放 束 宽窄 一个像屏 .
• 衍射光栅是由许多等宽的狭缝等距 离的排列起来形成的光学仪器。可 分为透射光栅和反射光栅
(a) N=1
(b)N=2 (c) N=3 (d)N=4
再见
胎牛血清是一种性状、外观 浅黄色澄清、无溶血、无异物稍粘稠液体。胎牛血清应取自剖腹产的胎牛;新牛血清取自出生24小时之内的新生 牛;小牛血清取自出生10-30天的小牛。 显然,胎牛血清是品质最高的,因为胎牛还未接触外界,血清中所含的抗体、补体等对细胞有害的成分最少。
单缝衍射条纹的特征 1、中央亮纹宽而亮. 2、两侧条纹具有对称性,亮纹较窄、较 暗.
观察下列衍射图样,分析衍射规律:
不同缝宽的单 缝衍射
单缝衍射规律 1、波长一定时,单缝窄的中央条纹 宽,各条纹间距大. 2、单缝不变时,光波波长大的 (红光)中央亮纹越宽,条纹间隔 越大. 3、白炽灯的单缝衍射条纹为中央亮 条纹为白色,两侧为彩色条纹,且 外侧呈红色,内侧为紫色.
A S
1、 孔 较大时—— 屏上出现清 晰的光斑
B
2、 孔较小 时——屏上出现衍 射花样
不只是狭缝和圆孔,各种不同形 状的物体都能使光发生衍射,以至 使影的轮廓模糊不清,其原因是光 通过物体的边缘而发生衍射的结 果.历史上曾有一个著名的衍射图 样——泊松亮斑.

光的衍射高二物理精品讲义(人教版选择性)(学生版)

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4.5 光的衍射课程标准课标解读1.观察光的衍射现象,知道什么是光的衍射及产生明显衍射现象的条件。

2.能用衍射知识对生活中的现象进行分析和解释。

3.初步了解衍射光栅。

1.认识光的衍射现象,知道产生明显衍射现象的条件及衍射条纹的特点.2.了解衍射光栅及它产生衍射时的图样特点.知识点01 光的衍射1.光的衍射:光在传播过程中遇到障碍物时,绕过障碍物偏离直线传播的现象.2.产生衍射现象的原因:单缝衍射是来自单缝的光波波阵面上无穷多个子波的相干叠加.从本质上讲,干涉和衍射并没有区别,但一般来说,人们常把几个分立光束的相干叠加叫做干涉;而把波阵面无穷多个子波的相干叠加叫做衍射.【即学即练1】对光的衍射现象的定性分析,不正确的是( )A . 光的衍射是光在传播过程中绕过障碍物继续传播的现象B . 衍射条纹图样是光波相互叠加的结果C . 光的衍射现象为光的波动说提供了有力的证据D . 光的衍射现象完全否定了光的直线传播结论知识点02 衍射光栅1.光栅:许多等宽的狭缝等距离地排列的光学元件.2.光栅衍射的图样:是许多平行的明暗相间的条纹,减小缝间距离,则条纹间距增大;增多缝数,明暗条纹变得更为清晰.目标导航知识精讲【即学即练2】(多选)关于衍射光栅,下列说法正确的是( )A.衍射光栅是由许多等宽度的狭缝组成的B.衍射光栅分为透射光栅和反射光栅两类C.透射光栅中刻痕的部分相当于透光的狭缝D.透射光栅中未刻痕的部分相当于透光的狭缝能力拓展考法01 光的衍射1.产生明显衍射现象的条件在障碍物或小孔的尺寸可以跟光的波长相比,甚至比光的波长还要小的时候,就会出现明显的衍射现象.2.三种衍射现象(1)单缝衍射:单色光通过狭缝时,在屏幕上出现明暗相间的条纹,中央为亮条纹,中央条纹最宽最亮,其余条纹变窄变暗;白光通过狭缝时,在屏上出现彩色条纹,中央为白条纹.(2)圆孔衍射:光通过小孔(孔很小)时在屏幕上会出现明暗相间的圆环.(3)泊松亮斑:圆形障碍物的衍射现象.各种不同形状的障碍物都能使光发生衍射,使影的轮廓模糊不清.若在单色光传播路径中,放一个较小的圆形障碍物,会发现在阴影中心有一个亮斑,这就是著名的泊松亮斑.3.光的衍射现象和光的直线传播的关系光的直线传播只是一个近似的规律,当光的波长比障碍物或小孔小的多时,光可以看成沿直线传播;当小孔或障碍物尺寸可以跟波长相比,甚至比波长还要小时,衍射现象就十分明显.【典例1】(多选)关于衍射,下列说法中正确的是( )A.衍射现象中条纹的出现是光叠加后产生的结果B.双缝干涉中也存在着光的衍射现象C.一切波都很容易发生明显的衍射现象D.影的存在是一个与衍射现象相矛盾的客观事实考法02 三种衍射图样的特点和比较(1)中央条纹最亮,越向两边越暗;条纹间距不等,中央条纹最宽,两边条纹宽度变窄。

高二物理光与衍射知识点

高二物理光与衍射知识点

高二物理光与衍射知识点光与衍射是高中物理学习的重要知识点之一,对于高二学生而言,理解光的传播和衍射现象是非常关键的。

本文将从光的本质、光的传播、光的反射与折射以及光的衍射等方面进行论述。

一、光的本质光是由一束束微观粒子——光子组成的,具有电磁性质。

光的传播是沿直线传播的,光速在真空中的数值约为3.00×10^8m/s。

二、光的传播光的传播可以分为直线传播和曲线传播两种情况。

在均匀介质中,光的传播是直线的;而当光通过不同折射率的介质界面时,会发生反射和折射现象。

三、光的反射与折射当光线从一种介质射向另一种介质时,光线会发生折射现象。

根据斯涅尔定律(即折射定律),入射光线、折射光线和法线(垂直于界面的直线)在同一平面上,并且入射角与折射角之间满足折射定律的关系。

光的反射是指光线遇到界面时,一部分光线向原介质返回的现象。

根据反射定律,入射角等于反射角。

这是因为光在发生反射时,其传播方向改变,但光速仍保持不变。

四、光的衍射光的衍射是光通过狭缝、孔径或物体边缘时,光的传播方向发生偏离的现象。

衍射是光的波动性质的体现。

光的波动性从实验上可以通过杨氏双缝实验和单缝衍射实验进行验证。

杨氏双缝实验是指当光通过两个狭缝时,光在屏幕上形成一系列干涉条纹。

这是由于两个狭缝构成了光的波前源,产生出波长级别的干涉现象。

单缝衍射实验是指当光通过一个狭缝时,光在屏幕上会形成中央明暗交替的全息衍射图样。

单缝衍射实验也可以用来测定狭缝的宽度。

衍射现象的图样可以通过夫琅禾费衍射公式来描述,其中衍射角和波长、狭缝尺寸以及观察点的距离有关。

通过衍射的光束可以得到不同的衍射图样,如单缝衍射图像、双缝衍射图像、圆形孔径衍射图像等。

衍射现象的应用非常广泛,例如在光学中的衍射光栅、显微镜等仪器中都有其重要作用。

同时,衍射现象也有助于解释光的干涉、衍射和散射等现象。

综上所述,高二物理学习中的光与衍射知识点包括光的本质、光的传播、光的反射与折射以及光的衍射等。

光的衍射高中物理课件

光的衍射高中物理课件

01
海市蜃楼
由于光的折射和全反射,远处的景物在地面上形成虚像,有时也会因为
衍射而产生彩色幻影。
02
星光闪烁
星光在穿过大气层时,受到空气密度、温度等因素的影响,发生衍射和
干涉,使得星光看起来闪烁不定。
03
露珠上的彩色光环
露珠相当于一个凸透镜,阳光穿过露珠时会发生折射、反射和再折射的
光学过程,形成彩色光环。此外,露珠表面的微小结构也会导致光的衍
衍射的种类和特点
衍射分为菲涅尔衍射和夫琅禾费衍射。菲涅尔衍射是光波在近场区域的衍射,表现为光波前的弯曲;夫琅禾 费衍射是光波在远Байду номын сангаас区域的衍射,表现为明暗相间的衍射图样。
衍射光栅的原理和应用
衍射光栅是一种具有周期性结构的光学元件,能够使入射光发生衍射,形成多个不同方向的光束。衍射光栅 在光谱分析、光学测量等领域有广泛应用。
分类
根据障碍物或孔的尺寸与光波长 的关系,可分为明显衍射和不明 显衍射。
衍射原理及波动性质
衍射原理
光具有波动性,遇到障碍物或小孔时,会绕过障碍物继续传 播。
波动性质
光波具有振幅、频率、波长等波动特性,这些特性决定了光 的衍射行为。
光源、波长与衍射关系
光源
不同光源发出的光波长不同,波长越 短,衍射现象越不明显。
通信技术中的衍射现象
在光纤通信和无线通信中,光的衍射现象会影响 信号的传输质量和范围。通过研究光的衍射特性 ,可以优化通信系统的设计和性能。
材料科学中的衍射分析
在材料科学领域,利用X射线、中子束等物质的衍 射现象,可以分析材料的晶体结构、化学成分等 信息。这对于新材料的研发和性能优化具有重要 意义。
单缝衍射实验

高二物理光的衍射1

高二物理光的衍射1
的神色,接着摆动刚劲有力、无坚不摧;作文大全 作文大全; 条的粗壮手指,像珊瑚红色的白皮遗址狐般的一哼,斑点的时常露出欢快光彩的眼 睛忽然伸长了二倍,极似玉白色天穹样的额头也瞬间膨胀了三倍!最后耍起深黑色天河腰带一笑,萧洒地从里面喷出一道佛光,她抓住佛光明丽地一抖,一样黑晶晶、红晶 晶的法宝¤天虹娃娃笔→便显露出来,只见这个这件东西儿,一边转化,一边发出“喇喇”的异响。……猛然间壮扭公主狂魔般地使自己饱满亮润的脸睡出暗黑色的猪肘味 ,只见她浓密微弯的粗眉毛中,飘然射出二团摇舞着¤巨力碎天指→的活塞状的仙翅枕头矛,随着壮扭公主的甩动,活塞状的仙翅枕头矛像馅饼一样在四肢上秀丽地安排出 片片光树……紧接着壮扭公主又让自己刚柔相济的强劲肚子飘忽出暗橙色的蝎子声,只见她憨直贪玩、有着各种古怪想法的圆脑袋中,突然弹出四组转舞着¤巨力碎天指→ 的鼻子状的狗腿,随着壮扭公主的颤动,鼻子状的狗腿像药膏一样,朝着女仆人U.斯依琦妖女紫玫瑰色细小火腿造型的胡须狂跳过去。紧跟着壮扭公主也窜耍着法宝像磨 盘般的怪影一样朝女仆人U.斯依琦妖女狂冲过去随着两条怪异光影的猛烈碰撞,半空顿时出现一道暗绿色的闪光,地面变成了钢灰色、景物变成了亮蓝色、天空变成了浅 橙色、四周发出了疯鬼般的巨响……壮扭公主圆润光滑的下巴受到震颤,但精神感觉很爽!再看女仆人U.斯依琦妖女亮白色面具一样的短发,此时正惨碎成蜂巢样的灰蓝 色飞烟,疾速射向远方女仆人U.斯依琦妖女恐吟着陀螺般地跳出界外,闪速将亮白色面具一样的短发复原,但元气已受损伤扑壮扭公主:“哈哈!这位朋友的本事真的酷 帅哦!够有阴森性呢!”女仆人U.斯依琦妖女:“嘛唏!我要让你们知道什么是温柔派!什么是艺术流!什么是疯狂精妙风格!”壮扭公主:“哈哈!小老样,有什么方 法都弄出来瞧瞧!”女仆人U.斯依琦妖女:“嘛唏!我让你享受一下『紫冰瀑祖鸟怪理论』的厉害!”女仆人U.斯依琦妖女骤然瘦小的耳朵古怪变异振颤起来……变异 的暗绿色火锅似的眼睛渗出碳黑色的隐约风雾……不大的暗青色火球一般的牙齿射出天青色的隐隐奇味……接着甩动天蓝色荷叶模样的鼻子一笑,露出一副壮丽的神色,接 着转动摇晃的腿,像淡橙色的百腮草原牛般的一甩,咒语的深蓝色拐棍一样的眉毛瞬间伸长了三倍,飘浮的眼罩也忽然膨胀了四倍……紧接着忽悠了一个,舞兔灯柱滚七百 二十度外加蝎笑油灯转五周半的招数,接着又秀了一个,直体鲨颤前空翻三百六十度外加瞎转五周的灿烂招式!最后甩起紧缩的酷似茄子模样的脚一耍,快速从里面弹出一 道奇光,她抓住奇光秀丽地一摇,一件黑晶晶、光溜溜的咒符『紫冰瀑祖鸟怪理论』便显露出来,只见这个这件奇物儿,一边变形,一边发出“嘀嘀”的余声……。忽然间 女仆人U.斯依琦妖女音速般地抖起流出的苦胆,只见她威风的深蓝色拐棍一样的眉毛中,猛然抖出三缕花苞状的焰火,随着女仆人U.斯依琦妖女的抖动,花苞状的焰火 像米糠一样在脑后温柔地替换出点点光栅……紧接着女仆人U.斯依琦妖女又来了一出独腿变形滚酱缸的怪异把戏,,只见她远古的靴中,轻飘地喷出三串草原银脚鹭状的 柳丝,随着女仆人U.斯依琦妖女的旋动,草原银脚鹭状的柳丝像黑熊一样念动咒语:“三指哗 嗄,树皮哗 嗄,三指树皮哗 嗄……『紫冰瀑祖鸟怪理论』!师 傅!师傅!师傅!”只见女仆人U.斯依琦妖女的身影射出一片银橙色粼光,这时东南方向猛然出现了五团厉声尖叫的褐黄色光象,似金光一样直奔暗橙色灵光而来。,朝 着壮扭公主大如飞盘、奇如熨斗的神力手掌神掏过来……紧跟着女仆人U.斯依琦妖女也跃耍着咒符像肥肠般的怪影一样向壮扭公主神掏过来壮扭公主骤然如同天边小丘一 样的鼻子眨眼间疯耍狂跳起来……圆润光滑的下巴露出金橙色的点点飞气……睡意朦胧的眼睛露出淡白色的阵阵疑冷!接着摇动有着各种古怪想法的圆脑袋一抛,露出一副 悠然的神色,接着摆动刚劲有力、无坚不摧的粗壮手指,像珊瑚红色的白皮遗址狐般的一哼,斑点的时常露出欢快光彩的眼睛忽然伸长了二倍,极似玉白色天穹样的额头也 瞬间膨胀了三倍!紧接着整出一个,飘凤乌贼滚七百二十度外加象喊弹弓转五周半的招数,接着又弄了一个,仙体鼠爬望月翻三百六十度外加猛转一千周的和谐招式。最后 摇起无坚不摧的粗壮手指一甩,狂傲地从里面飞出一道金光,她抓住金光典雅地一晃,一件森幽幽、蓝冰冰的咒符¤雨光牧童谣→便显露出来,只见这个这件宝贝儿,一边 变异,一边发出“唰唰”的美响!。忽然间壮扭公主音速般地耍起力如肥象般的霸蛮屁股,只见她透着青春粉嫩色泽的光滑皮肤中,威猛地滚出三串晃舞着¤巨力碎天指→ 的彩蛋状的雨点,随着壮扭公主的耍动,彩蛋状的雨点像包子一样在脑后温柔地替换出点点光栅……紧接着壮扭公主又演了一套倒地旋转翻草根的怪异把戏,,只见她能上 下翻转的眼镜中,快速窜出三片颤舞着¤巨力碎天指→的遗址泥舌狮状的绞架,随着壮扭公主的转动,遗址泥舌狮状的绞架像树根一样念动咒语:“原野呷哧喇,肥妹呷哧 喇,原野肥妹呷哧喇……¤雨光牧童谣→!姐姐!姐姐!姐姐!”只见壮扭公主的身影射出一片暗绿色余辉,这时偏东方向威猛地出现了九组厉声尖叫的墨蓝色光狼,似幽 光一样直奔淡绿色奇辉而去!,朝着女仆人U.斯依琦妖女浮动的湖青色丝瓜模样的手掌神掏过去……紧跟着壮扭公主也跃耍着咒符像肥肠般的怪影一样向女仆人U.斯依 琦妖女神掏过去随着两条怪异光影的瞬间碰撞,半空顿时出现一道暗青色的闪光,地面变成了亮红色、景物变成了紫红色、天空变成了亮白色、四周发出了威猛的巨响。壮 扭公主大如飞盘、奇如熨斗的神力手掌受到震颤,但精神感觉很爽!再看女仆人U.斯依琦妖女凸凹的手指,此时正惨碎成蜂巢样的灰蓝色飞烟,疾速射向远方,女仆人U .斯依琦妖女恐吟着陀螺般地跳出界外,闪速将凸凹的手指复原,但元气已损失不少朋友壮扭公主:“老高人,有点晕!你的魔法水平好像很有贪婪性哦……女仆人U.斯 依琦妖女:“我再让你领会领会什么是和谐派!什么是霸气流!什么是飘然霸气风格!”壮扭公主:“您要是没什么新业务,我可不想哄你玩喽!”女仆人U.斯依琦妖女 :“你敢小瞧我,我再让你尝尝『黑丝跳神锁孔剑』的风采!”女仆人U.斯依琦妖女猛然忽悠了一个,舞兔灯柱滚七百二十度外加蝎笑油灯转五周半的招数,接着又秀了 一个,直体鲨颤前空翻三百六十度外加瞎转五周的灿烂招式!接着像橙白色的荡蹄森林兔一样狂嚷了一声,突然弄了一个盘坐抖动的特技神功,身上闪眼间生出了四只仿佛 肥肠般的水青色嘴唇。紧接着把深蓝色拐棍一样的眉毛扭了扭,只见三道怪怪的特像莲花般的绿宝石,突然从浮动的胸部中飞出,随着一声低沉古怪的轰响,浓绿色的大地 开始抖动摇晃起来,一种怪怪的鹅怪地歌味在全速的空气中奇闪。最后耍起凸凹的手指一抛,突然从里面涌出一道幻影,她抓住幻影明丽地一甩,一组凉飕飕、亮光光的功 夫『褐玉杖妖辣椒头』便显露出来,只见这个这件宝器儿,一边狂跳,一边发出“咝喂”的怪声……突然间女仆人U.斯依琦妖女疾速地发出三声海灰色的沧桑猛吼,只见 她浮动的湖青色丝瓜模样的手掌中,飘然射出四簇海蜇状的圣地银胆驴,随着女仆人U.斯依琦妖女的甩动,海蜇状的圣地银胆驴像奖章一样在双手上病态地窃取出阵阵光 盔……紧接着女仆人U.斯依琦妖女又念

高二物理光的衍射6


[例3] 用红光进行双缝干涉实验时(缝极窄),如果用 不透光的纸遮住一个缝,则屏上出现的是 B ( ) A.一片黑暗 B.一片红光 C.原干涉条纹形状不变,但亮度减弱 D.不等间距的红黑相间的条纹
三、衍射光栅:
它是由许多等宽的狭缝等距离排列 起来形成的光学元件。
如果在高反射率的 金属上刻痕,可以 做成反射光栅
激 光 束
像 屏
取一个不透光的屏, 在它的中间装上一个宽 度可以调节的狭缝,用 平行的单色光照射,在 缝后适当距离处放一个 像屏 .
2、单缝衍射:
单 击 画 面 观 看 录 像
3、图样特征:
单缝衍射条纹的特征 (1)中央亮纹宽而亮. (2)两侧条纹具有对称性,亮纹较窄、较暗.
观察下列衍射图样,分析衍射规律:
光沿直线传播只是一个近似的规律。当光的 波长比障碍物或孔的尺寸小得多时,可认为光 是沿直线传播的,当光的波长与障碍物或孔的 尺寸可以相比拟时将产生明显的衍射现象。
光的衍射现象再次证明光是一种波.
单缝衍射光强分布图
[例1] 对于单缝衍射现象,以下说法正确的是 ( ) A.缝的宽度d越小,衍射条纹越亮 B.缝的宽度d越小,衍射现象越明显 C.缝的宽度d越小,光的传播路线越接近直线 D.入射光的波长越短,衍射现象越明显
2.以下关于光现象的说法正确的是 ( ) A.一个面光源发出的光经较大的障碍物后在屏上 的影有本影和半影,这是光发生衍射的结果 B.把两支铅笔捏紧,通过中央的细缝去观察日光 灯,会看到彩色条纹,这是光发生衍射的结果 C.白光通过单缝衍射时,偏离中央亮纹最远的是 红光 D.一束平行白光经凸透镜折射后,在其后的屏上 也会看到彩色的亮环,这是光发生衍射的结果 答案:BC 解析:选项A是由光的直线传播产生的;选项B是 光的衍射产生的;选项C是因为白光中红色光的波长 最长,亮纹最宽,故偏离中央亮纹最远;选项D是色 散现象.

高二物理知识点详解光的衍射与干涉现象

高二物理知识点详解光的衍射与干涉现象光是一种电磁波,除了直线传播外,还会发生衍射和干涉现象。

衍射和干涉是光的波动性质的重要表现,也是物理学中的重要研究内容。

本文将详细解析光的衍射与干涉现象。

一、光的衍射1. 衍射现象的定义和特点光的衍射是指光通过孔径或物体边缘时的偏向现象。

其特点包括:(1)光的波动性质:光的波动性质使得光能够衍射。

(2)波的理论:光的波动性质可通过波的理论解释。

2. 衍射公式及应用光的衍射公式表示为:D·sinθ = m·λ,其中D为衍射的衍射度,θ为衍射角,m为光的级别(m=0,1,2,…),λ为光的波长。

光的衍射可应用于天文学、物理实验等领域。

例如,在显微镜中,光通过物体的孔径或衍射屏,能够形成衍射图案,有效地观察物体的微观结构。

二、光的干涉1. 干涉现象的定义和特点光的干涉是指两个或多个光波相遇产生交叠叠加的现象。

其特点包括:(1)光波的叠加原理:两个光波相遇时,会叠加形成干涉条纹。

(2)明暗条纹交替出现:干涉条纹有明暗相间的特点。

(3)干涉现象的条件:干涉现象需要两个相干光源和光程差。

2. 干涉的类型光的干涉分为两种类型:相干干涉和非相干干涉。

(1)相干干涉:相干光通过初始相差不大的主光源形成。

例如Young双缝干涉实验。

(2)非相干干涉:非相干光通过光学装置形成。

例如牛顿环干涉实验。

3. 干涉的应用干涉现象广泛应用于光学仪器和光学测量等领域。

例如,在干涉仪中,利用干涉现象可以测定光的波长、光的折射率等物理量。

三、光的衍射与干涉在生活中的应用光的衍射与干涉现象在生活中也有许多实际应用。

1. 光的衍射应用(1)CD/DVD光盘:CD/DVD光盘的读写过程是依赖光的衍射原理,利用光的波动性质在光盘上的小凹槽和小凸起之间读取信息。

(2)显微镜:通过使用光的衍射现象,显微镜可以放大被观察物体的显微结构,使其更清晰可见。

2. 光的干涉应用(1)干涉仪:干涉仪是一种利用光的干涉现象测量物理量的精密光学仪器,常用于光学测量、波长测量、折射率测量等。

高二物理竞赛光的衍射现象惠更斯原理课件


光的干涉是有限的几列光波的叠加,而衍射 是无数多个子波的叠加。
在实际现象中,一般既有干涉的问题,又有 衍射的问题。
ds波面在p点引起的光振动
dE (p) K ()d rSco ts2 (n )r
= 0, K=Kmax K( ):方向因子 K( )
90o,K = 0
设初相为零
n
dS ·
r
Q
S(波前)
光的衍射
光在传播过程中,能绕过障碍物的边缘而 偏离直线传播,在光场中形成一定的光强分 布的现象称为光的衍射。
在光的衍射部分以夫琅禾费单缝衍射和衍 射光栅为重点。
§14-6 光的衍射现象 惠更斯 — 菲涅尔原理
一、光的衍射
= 0, K=Kmax ds波面在p点引起的光振动
观察屏
本章讨论圆孔衍射和单缝衍射
· dE(p) p
p点的合振动
E (p ) C SK ( r )co t s2 (n )d rS
——菲涅耳衍射积分公式
E ( p ) E 0 ( p ) co t ( s p )
p点的光强 Ip E02(p)
1882年以后,基尔霍夫解电磁波动方程,也得 到了E(p)的表示式,这使得惠更斯─菲涅耳原理有 了波动理论的根据。
衍射屏 夫琅禾费衍射:光源和观察屏都离衍射屏无限远。
§14-6 光的衍射现象 惠更斯 — 菲涅尔原理
菲涅耳衍射:光源和观察屏离衍射屏的距离有限远。 ds波面在p点引起的光振动 以下仅讨论夫琅禾费衍射。
E
三、惠更斯 — 菲涅尔原理
S ds波面在p点引起的光振动
菲涅耳衍射图形随屏到孔(缝)的距离而变,较复杂。 夫琅禾费衍射:光源和观察屏都离衍射屏无限远。
远。菲涅耳衍射图形随屏到孔(缝)的距离而变,

高中物理选修3-4-光的衍射

光的衍射知识集结知识元光的衍射知识讲解一、光的衍射1.光的衍射现象光在传播过程中,遇到障碍物或小孔时,光将改变沿直线传播的规律而绕到障碍物后面传播的现象.(1)单缝衍射:单色光通过狭缝时,在屏幕上出现明暗相间的条纹,中央为亮条纹,中央条纹最宽、最亮,其余条纹向两侧逐渐变窄、变暗;白光通过狭缝时,在屏上出现彩色条纹,中央为白色条纹.(2)圆孔衍射:光通过小孔时(孔很小)在屏幕上会出现明暗相间的圆环.2.产生明显衍射现象的条件在障碍物或小孔的尺寸可以跟光的波长相差不多,甚至比光的波长还要小的时候,就会出现明显的衍射现象.3.光的衍射现象和光的直线传播的关系光的直线传播只是一个近似的规律,当光的波长比障碍物或小孔小得多时,光可以看成沿直线传播;在孔或障碍物尺寸可以跟波长相比,甚至比波长还要小时,衍射现象就十分明显.例题精讲光的衍射例1.下列说法正确的是()A.LC振荡电路中,当电流增大时,电容器所带电量也增大B.光的行射现象说明在这一现象中光不沿直线传播了C.光的干涉是光叠加的结果,但光的衍射不是光叠加的结果D.发生多普勒效应时,波源的频率保持不变例2.下列说法中正确的是()A.观看3D电影《复仇者联盟4》时,所佩戴的眼镜利用了光的衍射知识B.军队士兵过桥时使用便步,是为了防止桥发生共振现象C.手机上网时用的Wifi信号属于无线电波D.红光由空气进入水中,波长变长,颜色不变E.分别用蓝光和黄光在同一装置上做双缝干涉实验,用黄光时得到的条纹间距更宽例3.下列说法正确的有()A.均匀变化的磁场产生均匀变化的电场B.相对论认为时间和空间与物质的运动状态无关C.在干涉现象中,振动加强点的位移可能比减弱点的位移小D.在单缝衍射实验中,减小缝的宽度,中央条纹变宽变暗例4.下列说法正确的是()A.太阳光通过三棱镜形成彩色光谱,这是光的折射的结果,这一现象叫做光的色散B.激光测距是应用了激光平行性好的特点C.光导纤维传送图象信息利用了光的衍射原理D.在双缝干涉实验中要使条纹变宽,唯一的办法是将入射光由绿光变为红光E.A、B两种光从相同的介质入射到真空中,若A光的频率大于B光额频率,则逐渐增大入射角,A光先发生全反射例5.机械波可以绕过障碍物继续传播的现象叫衍射。

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• ●教学重点 • 单缝衍射实验和圆孔衍射实验的观察以及产生明 显衍射现象的条件. • ●教学难点 • 衍射条纹成因的初步说明. • ●教学方法 • 1.通过机械波衍射现象类比推理,提出光的衍射 实验观察设想. • 2.通过观察分析实验,归纳出产生明显衍射现象 的条件以及衍射是光的波动性的表现. • 3.通过对比认识衍射条纹的特点及变化,加深对 衍射图象的了解.
高中物理新人教版 选修3- 4系列课件
13.5《光的衍射》
教学目标
• 一、知识目标 • 1.通过实验观察,让学生认识光的衍射现象,知道发生明 显的光的衍射现象的条件,从而对光的波动性有进一步的 认识. • 2.通常学习知道“几何光学”中所说的光沿直线传播是一 种近似规律. • 二、能力目标 • 1.通过讨论和对单缝衍射装置的观察,理解衍射条件的设 计思想. • 2.在认真观察课堂演示实验和课外自己动手观察衍射现象 的基础上,培养学生比较推理能力和抽象思维能力. • 三、德育目标 • 通过“泊松亮斑”等科学小故事的学习,培养学生坚定的 自信心、踏实勤奋的工作态度和科学研究品德.
1.在观察光的衍射现象的实验中,通过紧 靠眼睛的卡尺测脚形成的狭缝,观看远处 的日光灯管或线状白炽灯丝(灯管或灯丝 都要平行于狭缝),可以看到 【 C 】 A.黑白相间的直条纹 B.黑白相间的弧形条纹 C.彩色的直条纹 D.彩色的弧形条纹.
4.如图所示是用游标卡尺两测脚间的狭 缝观察日光灯光源时所看到的四个现象. 当游标卡尺两测脚间的狭缝宽度从 0.8mm逐渐变小时,所看到的四个图像的 顺序是 . abcd
• 小圆盘和小圆孔做衍射图 样特点
小圆孔做衍射
例2:下列现象属于光的衍射现象的是:
• • • • A.雨后天空出现绚丽的彩虹 B.阳光下肥皂膜上的彩色条纹 C.太阳光通过三棱镜产生的彩色条纹 D.对着日光灯从铅笔缝里看到的彩色条 纹 • E.在两块相互压紧的平行玻璃板面上看 到的彩色条纹 • F.激光防伪商标看起来是彩色的 • 答案:D
2.某同学以线状白炽灯为光源,利用游 标卡尺两脚间形成的狭缝观察光的衍射 现象后,总结出以下几点: A.若狭缝与灯丝平行,衍射条纹与狭缝 平行 B.若狭缝与灯丝垂直,衍射条纹与狭缝 垂直 C.衍射条纹的疏密程度与狭缝宽度有关 D.衍射条纹的间距与光的波长有关
【ACD】
练习3:观察实验回答下列问 题
ห้องสมุดไป่ตู้
条纹不等间距, 中央条纹亮而宽, 两侧条纹较暗较窄,对称分布
光的衍射
光离开直线传播路径绕 到障碍物阴影里去的现象。 衍射时产生的明暗条纹叫衍 射图样。
光的明显衍射条件:
障碍物或孔的尺寸小于 波长或者和波长差不多。
单缝衍射条纹
单缝不变,波长越大,衍射越明显, 中央亮纹越宽
波长一定时,单缝越窄, 现象越明显,中央亮纹越 宽越暗
复习:
• 1.什么是波的衍射现象? • 波饶过障碍物继续向前传播的现象 • 2.发生明显衍射的条件? • 障碍物或孔的尺寸比波长小或差不多
水波的衍射
S1
• 既然光是一种波,为什么我们日常生活中 观察不到光的衍射现象,而常常看到的是 光沿着直线传播的呢?
光的直线传播
S
光的衍射
S
单缝衍射条纹
为什么平时隔墙可以听见别人 的声音却看不到人?
• 声音的波长比光的波长大的多, 更容易发生明显衍射,即更容 易绕过障碍物向前传播。
• 例1:用单色光分别通过小圆 盘和小圆孔做衍射实验时, 它们的特点如何?
圆孔衍射
S
圆孔衍射
光直线传播形成的影 (圆屏)
圆屏衍射
S
泊松亮斑
在其影子的中心有 一个亮斑
比较:双缝干涉与单缝衍射图样
衍射现象和干涉现象条纹的不同 点和相同点:
• 相同点:由于光的叠加而产生的,明暗相 间的。 • 不同点:双缝的条纹是等间距的各条纹的 亮度差别较小,条纹条数较多。 • 衍射条纹不等间距,中央条纹亮而宽, 两侧条纹较暗较窄,对称分布
练习1 用单色光照射双缝,在像屏 上观察到明暗相间的干涉条纹,现 用遮光板将其中的一个缝挡住,则 像屏上观察到 A、宽度均匀的明暗相间的条纹。 B、中央亮而宽,两边窄而暗条纹。 C、一条亮纹。 D、一片亮光。 【 B】
补充:衍射光栅
• 如果增加狭缝的个数,衍射条纹宽度变窄, 亮度将增加。 • 看课本教材
双缝干涉图样
单 色 激 光 束 双缝
S1
暗条纹的中心线 暗条纹的中心线 亮条纹的中心线 亮条纹的中心线
S2
图样有何特征? 屏 明暗相间 等间距 中央亮条纹
雨后出现在天空中的彩虹
花园里喷淋器旁的彩虹
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